全 文 ：·综述·
鬼臼毒素资源研究现状
杨显志 ,邵　华 ,张玲琪* ,周　成 ,宣　群 ,杨春燕
⒇
(云南大学 生命科学与化学学院教育部微生物资源开放研究重点实验室 ,云南 昆明　 650091)
摘　要: 鬼臼毒素衍生物 VP16 , VM 26等对人体多种癌症都具有较好疗效 ,美国 FDA已批准应用于临床 ,但鬼臼毒
素的资源植物鬼臼类植物却十分有限 ,因此如何合理利用和扩大资源是当前研究的焦点。 综述了鬼臼毒素以及国
内外在鬼臼毒素资源方面所作的研究 ,指出了存在的主要问题及今后的研究前景。
关键词: 抗癌物质 ;鬼臼毒素 ;资源 ;内生真菌
中图分类号: R282. 71　　　文献标识码: A　　　文章编号: 0253 2670( 2001) 11 1042 03
Present situation of studies on resources of podophyllotoxin
YANG Xian-zhi, SHAO Hua, ZHAN G Ling-qi, ZHOU Cheng , XUAN Qun, Y ANG Ch un-yan
　　 ( Co lleg e of Life Science and Chemistr y, Yunnan Univ er sity , Kunming Yunnan 650091, China)
Key words: a nticancer substance; podophy llotoxin; resources; endophytic fungi
1　鬼臼毒素及其作用机制
鬼臼毒素 ( podophy llo to xin, C22 H22 O8 )属于木脂体类
( lignans) ,主要存在于小檗科 ( Berbe ridaceae)多年生草本类
群 鬼 臼 亚 科 ( Podophy lloideae ) 八 角 莲 属 ( Dysosma
Woodson)、桃儿七属 ( Sinopodophyllum Ying )、山荷叶属
(Diphy lleia Michx )及足叶草属 ( Podophyllum L. )植物中。
这些植物由于都具有盾状着生的叶 ,茎中具有多数散生微管
束 ,花不具蜜腺 ,浆果 ,含鬼臼毒素等一些共同特征而被看作
一个自然而相对独立的类群 ,习惯上称为鬼臼类植物 [1]。 鬼
臼类植物是一类含有显著生物活性物质 ,又有悠久应用历史
的药用植物。 我国汉代的《神农本草经》中就有鬼臼的记述。
历来主要用于蛇咬伤、痈疖肿毒、跌打损伤、风湿筋骨痛及气
管炎等症。 国外的美洲桃儿七 Podophy llum peltatum L. 在
民间亦早供药用 ;早在 1880年 , Podw ysso tzkii就从美洲桃
儿七的树脂中分出结晶性成分鬼臼毒素。 King和 Sulliv an
报道鬼臼毒素具有秋水仙碱样作用之后 ,引起人们的普遍注
意 ,并导致一系列的医学、生物学和化学的研究 ,证明了鬼臼
毒素的抗癌活性 [2]。已知的抗癌作用机制有两种:其一是抑
制微管蛋白的聚合作用和阻断中期相细胞分裂 ;其二是抑制
DN A拓扑异构酶活性 [3]。鬼臼毒素虽有显著的抗癌活性 ,但
其毒副作用较大 ,不适于直接在临床上应用。 自 20世纪 50
年代初开始 ,以它为母体改造所得的一些衍生物具有活性
高、毒性低的特点 ,有望用于临床治疗多种疾病 [4～ 6]。其中的
糖苷衍生物鬼臼乙叉苷 ( etopo side, V P16 ,又名依托泊苷 )和
鬼臼噻吩苷 ( tenipo side, VM 26 ,又名特尼泊苷 )的临床效果
优越 ,是治疗睾丸癌、淋巴癌、白血病、小细胞肺癌的重要药
物 [7, 8]。体外实验还证明 VP16能增强抗癌药物对黑色素瘤的
疗效 [9 ]。 目前 ,这两种药物已被美国 FDA批准上市 ,并具有
较大市场潜力 [10]。
2　解决鬼臼毒素资源短缺的几条途径
由于鬼臼毒素的某些衍生物在临床上显示出较好疗效 ,
对其需求量日益增加 ,其资源问题也就成为研究的热点。 国
内外从化学全合成、半合成、植物资源、植物细胞组织培养、
植物内生真菌发酵等几方面进行了一些研究。
2. 1　化学合成: 化学全合成是很有前途的方法 ,纵观国内外
的有关报道 ,大致可归纳为三大途径: 1)γ氧酯路线 ; 2)二羟
基羧酸路线 ; 3)串连共轭加成路线 [11]。 总的说来 ,鬼臼毒素
的化学全合成步骤都较多 ,且由于中间体立体结构对最终获
得的鬼臼毒素类各异构物的构型有决定性的影响 ,这样就增
加了合成难度 ,从而使全合成鬼臼毒素很不经济。 20世纪 60
年代 ,瑞士山道士公司先后半合成了 V P16 , VM26。 近年来又
以 V P16 , VM26为前体合成了一系列新的糖基衍生物 ,以
V P16为前体合成的 bodipy-etopo side就是其中一个代表 ,其
生物活性与 V P16近似 ,且选择性高 ,目前尚在进一步研究
中 [6 ]。但化学半合成 (即进行结构改造 )本身就需要天然鬼臼
毒素作为原料。
2. 2　从植物中提取是目前获得鬼臼毒素的主要途径: 鬼臼
毒素目前主要是从野生鬼臼类植物西藏鬼臼 Podophyllum
hexandrum Roy le(又名印度鬼臼 )和盾叶鬼臼 Podophyllum
peltatum (又名美洲鬼臼 )等的根和茎中提取 [12]。鬼臼类植物
共有 4属 15种 ,分布于东亚、北美。除足叶草属外 ,我国分布
有 3属即山荷叶属、八角莲属和桃儿七属 ,共有 12种 ,其中
·1042· 中草药　 Chinese Traditiona l and He rbal Drug s　 2001年第 32卷第 11期
⒇收稿日期: 2001-05-21基金项目:国家自然科学基金资助项目 ( 39860005) ;云南省应用基础研究基金资助项目 ( 96C009M )作者简介:杨显志 ( 1968-) ,男 ,四川省安岳县人。 1995年毕业于四川教育学院生物系本科 ,曾在四川省安岳县任中学教师。现为云南大学生物系微生物学专业硕士研究生 ,师从张玲琪教授。 主要从事植物真菌及其产次生活性代谢产物方面的研究。
* 通讯联系人 Tel: ( 0871) 5033159
11种为我国特有种。 我国是这类植物的分布中心及多样性
中心 [1]。但总的来看 ,鬼臼类植物生长缓慢 ,对环境的要求较
为苛刻 ,在全世界分布极其少 ,且分布零散 ,野生资源有限。
鬼臼毒素在植物中的含量也很低 [2, 12, 13]。故靠采挖野生植物
提取受到极大限制 ,甚至导致物种枯竭 ,造成生物多样性和
生态环境无法弥补的损失。由于鬼臼毒素在医药上具有重要
的价值 ,人们为了商业上的利益而不断采挖 ,已使野生植物
资源遭到极大的破坏 [14, 15 ] ,因此 ,是不宜提倡的。 我们也可
进行引种驯化 ,有计划地人工栽种 ,这是当前解决资源短缺
的最快捷、最经济的办法。 陕西风县等地药农在低山区引种
驯化桃儿七获得了成功 [16]。 马绍宾等对桃儿七、南方山荷
叶、川八角莲进行了初步的引种栽培实验 [14, 15, 17]。 但如何使
栽培种易于存活 ,且生长迅速 ,适应性广 ,保持野生种产鬼臼
毒素及其类似物的特性甚至含量有所提高 ,是一个值得深入
研究的课题。为从根本上解决鬼臼毒素的资源问题尚需开辟
新的途径。
2. 3　植物细胞组织培养是获取鬼臼毒素的一条重要途径:
从植物细胞或器官组织培养中提取植物药用成分 ,已越来越
受到人们的重视 ,细胞组织培养被认为是解决资源问题的一
条重要途径。 国内外已有研究者在这方面做了一些工作 ,并
有报道说在细胞组织培养物中检测到鬼臼毒素 [10, 18, 19]。而优
化培养条件和选择高产细胞系等有利于提高产物含量 ,降低
生产成本。 这主要是从物理因子 (如光、温度 )、化学因子 (如
选择不同的基本培养基 ,不同激素组合及配比 )以及饲喂前
体、加入诱导子等方面进行调控 ,也可以通过形态分化 (如根
及发状根培养 )及基因工程技术 ,使抗癌化合物的含量尽可
能提高。近年来 ,国外研究者围绕提高含量也做了大量研究。
由澳洲柏属一种植物 Callitris drummondii的针叶诱导出的
愈伤组织能合成鬼臼毒素 ,原植物含量为 1. 56% ,培养细胞
内为 0. 02% ,但愈伤组织在光照条件下生长 ,能促进鬼臼毒
素的合成 ,含量提高到 0. 11%。不同的激素对鬼臼毒素的合
成也有影响。 Heyenga等认为 ,鬼臼毒素的合成与生长素的
合成有关 ,有利于组织分化的激素可提高其含量。Uden等报
道 ,在含 NAA的培养基中培养的亚麻细胞 5-甲氧基鬼臼毒
素的含量相当低 ,仅为细胞干重的 0. 004% ,将培养细胞转
至不含 NAA的培养基中培养 ,可使其含量提高 40～ 50倍。
他们还筛选出了一种形态上分化成根的细胞系 ,从培养基中
去掉 NAA可导致更多这样的分化根产生 , 5-甲氧基鬼臼毒
素含量提高 2. 6倍。 从培养中去掉维生素及激素 ,其含量可
提高 6倍 ,占细胞干重的 1. 01%。如果将培养基中蔗糖含量
提高 1 倍即 60 g /L, 则 5-甲氧基鬼臼毒素含量可达
121. 4 mg /L。饲喂前体也可使鬼臼毒素含量大幅度提高。如
在亚麻属植物培养细胞中加入苯丙氨酸可使含量提高 3～ 5
倍。在西藏鬼臼培养细胞中添加 7种苯丙烷类化合物的合成
前体 ,能将 Coniferin转化为鬼臼毒素 ,并使其含量提高 12. 8
倍 [10]。到目前为止 ,细胞组织培养法生产鬼臼毒素仍处在研
究阶段 ,要实现规模生产 ,仍有很长的路要走。
2. 4　利用植物内生真菌发酵是一条全新的途径: 基于某些
真菌能产生和其伴生植物相同或相似生理活性物质的特点 ,
通过对药用植物内生真菌的分离、纯化 ,以期从中筛选出可
产生与宿主植物相似的活性成分的菌株 ,通过真菌发酵生产
活性产物。1993年 ,美国 Strobel等从短叶红豆杉 Taxus bre-
vifolia Na tt树皮中分到一株产紫杉醇的内生真菌安德低紫
杉霉 Taxomyces andreanae [20, 21 ]　　。由此开辟了利用植物内生
真菌发酵提取抗癌活性成分的新途径。 近几年来 ,已有许多
研究者都做过这方面的工作 [22～ 25]。近年来 ,云南大学张玲琪
教授等一直在从事着药用植物内生真菌研究 ,尤其是内生真
菌发酵提取抗癌成分的研究。 李海燕等从桃儿七 S. hexan -
drum茎中分到一株能产鬼臼毒素的内生真菌 ( 97T31 ) [26]。张
玲琪等从长春花 Catharanthus roseus( L. ) G. Don树皮中分
到一种内生真菌 ( 97CG3 ) ,证明该菌能产长春新碱 [27]。 最近
曾松荣等又分别从南方山荷叶 Diphylleia sinensis Li、川八
角莲 Dysosma veitchii ( Hemsl. et Wils. ) Fu中分到了产鬼
臼毒素的内生真菌 (云南大学硕士学位论文 ,尚未发表 )。 由
此可见 ,利用植物内生真菌发酵生产与植物相同或相似的次
生代谢活性产物是可能的。 但就目前技术水平而言 ,每升真
菌发酵液中仅能获得纳克级的抗癌活性成分。而要达到工业
化生产 ,据认为须达到毫克级水平。因此 ,目前仍需要解决若
干技术问题。 对此有三条途径被认为是可行的: 1)改造发酵
工艺 ,优化发酵条件 ; 2)进行菌种改造。美国华盛顿大学研究
人员运用现代生物技术将紫杉醇合成酶基因转入紫杉醇产
生菌中 ,有可能构建高产紫杉醇的“工程菌” ,预计此“工程紫
杉醇”的产量比天然真菌的产量提高几千倍 [28] ; 3)寻找一个
特殊的真菌调节剂。 因为在许多植物—微生物共存体中 ,植
物中某些微量的化合物对微生物产生目的产物是必不可少
的 ,它可以启动微生物中某些遗传机能 ,促进目的产物的合
成 [29]。
3　结语
综上所述 ,从植物中直接提取鬼臼毒素 ,在目前看来还
是最有效、最经济、最迅速的办法 ,但也有许多亟待解决的问
题 ,包括资源、持续供给和生态学问题。而且产品的分离纯化
步骤繁多、复杂 ,也是最难解决的问题之一 ,它迫切需要新型
化工分离技术和化工研究人员的参与。植物细胞组织培养分
化难度大、细胞培养中细胞生长与产物均不稳定 ,一时无法
实现大规模工业化生产。而微生物 (真菌 )易培养 ,易控制 ,生
长快 ,并可通过诱变育种、细胞融合、基因工程等手段改良菌
种性能 ,大幅度提高产量 ,组织工业化生产 ,因而利用植物内
生真菌发醇生产鬼臼毒素这一新途径具有十分广阔的研究
开发前景。 纵观国内外 ,尽管目前对内生真菌产抗癌活性成
分的研究还仅仅处于起步阶段 ,大部分工作仅限于菌种分
离 ,对发酵条件、菌种改造、代谢调节等方面的工作做得还很
少 ,但我们有理由相信 ,随着科技的进步 ,研究工作的全面深
入开展 ,将会逐渐解决利用真菌发酵生产鬼臼毒素的一些难
题 ,最终有效、持久地利用这一天然抗癌药物挽救千百万癌
症患者的生命。
致谢: 本文承蒙云南大学省微生物研究所魏蓉城教授审阅。
·1043·中草药　 Chinese Traditiona l and He rbal Drug s　 2001年第 32卷第 11期
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葡萄籽提取物的质量评价
邵云东 ,胡光祥 ,於洪建 ,方立军
⒇
(天津市尖峰天然产物研究开发公司 ,天津　 300192)
摘　要: 概述了葡萄籽提取物常规品质的各项指标 ,着重阐述了国内外对葡萄籽提取物中各成分指标的概念及其
相应的含量测定方法。
关键词: 葡萄籽提取物 ;原花青素 ;低聚原花青素 ;质量评价 ;检测方法
中图分类号: R282. 2　　　文献标识码: A　　　文章编号: 0253 2670( 2001) 11 1044 03
Quality evaluation of grape seed extract
S HAO Yun-dong , HU Guang-x iang , YU Hong-jian, FANG Li-jun
　　 ( Tianjin JIAN FEN G Na tural Produc t R& D CO . , Ltd. , Tianjin 300192, China )
Key words: g rape seed ex tract; proanthocyanidins; OPCs ( oligomeric proanthocyanidins) ; quality e-
valuating; assaying method
·1044· 中草药　 Chinese Traditiona l and He rbal Drug s　 2001年第 32卷第 11期
收稿日期: 2001-06-04作者简介:邵云东 ,男 ,工程师。 毕业于江西南昌大学 ,研究方向:药用植物化学。 毕业后一直从事植物黄酮及多酚的研究。
Tel: ( 022) 26723305　 E-mai l: t jjf@ public. t juc. com. cn